WYDZIAŁ
WIL |
IMIĘ I NAZWISKO
|
PRZEDMIOT
Geodezja |
DATA
|
ROK: 1 SEM: 2 LAB: 3 |
TEMAT Pomiary Wysokościowe |
OCENA |
1. Wstęp
Pomiary wysokościowe - geodezyjne wyznaczanie różnicy wysokości pomiędzy punktami terenowymi. Wyróżnia się następujące rodzaje niwelacji:
niwelacja hydrostatyczna - najdokładniejsza - korzystająca z zasady naczyń połączonych;
niwelację geometryczną - wykonywaną przy użyciu niwelatorów, polegającą na pomiarze długości odcinków pionowo ustawionych łat geodezyjnych;
niwelację trygonometryczną - wykonywaną przy użyciu tachimetrów, polegającą na pomiarze odległości poziomej oraz kąta pionowego co umożliwia obliczenie nieznanej wartości różnicy wysokości korzystając z własności geometrycznych trójkąta prostokątnego;
niwelację barometryczną - najmniej dokładną, wykorzystującą regułę zmiany wartości ciśnienia atmosferycznego w zależności od wysokości nad poziomem morza.
Do wykonania pomiarów wysokościowych niezbędne są niwelator lub teodolit oraz łata niwelacyjna. Niwelacje wykonują dwie osoby z których jedna odczytuje wyniki z urządzenia a druga ustawia łatę w wybranych miejscach. Wyniki pomiarów podawane są w odniesieniu do repera wysokościowego. Z jednego ustawienia niwelatora można wykonać wiele pomiarów. Każde przestawienie urządzenia powoduje konieczność powtórzenia odczytu z repera. W czasie dokonywania odczytu należy zachować ostrożność aby nie poruszyć niwelatora.
Reper - stabilizowany punkt wysokościowej osnowy geodezyjnej, dla którego wyznaczono wysokość w przyjętym układzie odniesienia. Repery ścienne są montowane na ścianach budynków, w odległości kilkudziesięciu centymetrów od podłoża (kotwione w murze). Mogą mieć postać metalowych bolców z wyrytym numerem, lecz stosuje się także śruby kolejowe jako zamiennik. Można spotkać również repery gruntowe, lub skalne, które są stabilizowane odpowiednio w gruncie, lub w skale. Kształt reperów umożliwia ustawienie na nich łaty niwelacyjnej.
Repery wykorzystywane są w niwelacji. Pełnią rolę nawiązania do państwowej osnowy wysokościowej. Repery są punktami wchodzącymi w skład ciągu niwelacyjnego.
Repery można podzielić na cztery rodzaje:
I - ścienny
II - gruntowy
IIIa - skalny pionowy
IIIb - skalny poziomy
2. Przęsło pomiarowe
Ow - odczyt wstecz
Op - odczyt w przód
Przęsło pomiarowe jest elementem ciągu niwelacyjnego pozwalającym na oszacowanie różnicy wysokościowej na danym terenie poprzez wyznaczenie Δh:
przy czym otrzymany znak wyniku określa czy teren sie podnosi, czy opada.
I tak:
+ - teren podnosi się
- - teren opada
Długość przęsła jest ograniczona, gdyż odległość między punktami a niwelatorem nie może być dłuższa niż 50 metrów.
3. Budowa ciągu niwelacyjnego
Budujemy ciąg niwelacyjny w celu ustalenia wysokości danego repera roboczego. Startujemy od repera państwowego (Rp) a następnie poprzez trzy przęsła dochodzimy do naszego celu. (podane odległości są przypadkowe i dla naszego ćwiczenia nie mają znaczenia).
Mając tak zbudowany ciąg możemy wyznaczyć wysokość repera roboczego (Rr) z równania:
Jednakże taki pomiar nie ma kontroli i nie możemy być pewni co do poprawności naszego wyniku. W takiej sytuacji należy dokonać sprawdzenia.
W tym celu budujemy kolejny ciąg niwelacyjny lecz w drugą stronę - od repera roboczego do repera państwowego.
Mając tak zbudowany ciąg możemy wyznaczyć wysokość repera państwowego dla naszych pomiarów:
Błąd naszych pomiarów określa się z równania:
Dopuszcza się, aby Δh było nie większe niż 4-5 mm, lecz dla naszego ćwiczenia granicą było 10 mm.
4. Ciąg niwelacyjny
hRp = 218,003 [m]
Tabela odczytów:
Punkt |
Odczyt wstecz |
Odczyt w przód |
Δh [mm] |
Rp |
1080 |
|
|
1 |
|
1655 |
|
1 |
1645 |
|
|
2 |
|
1532 |
|
2 |
1382 |
|
|
Rr |
|
1541 |
|
Rr |
1647 |
|
|
3 |
|
1510 |
|
3 |
1565 |
|
|
4 |
|
1463 |
|
4 |
1470 |
|
|
Rp |
|
1085 |
|
Zgodnie ze wzorem:
wyznaczamy wysokość repera roboczego:
wobec czego:
Sprawdzenie wykonujemy zgodnie ze wzorem:
Czyli:
Mając powyższe dane szacujemy błąd pomiaru:
Ponieważ błąd mieści się w wyznaczonej granicy możemy przyjąć, ze nasz reper roboczy ma wysokość:
5. Przekrój terenu
Element tego ćwiczenia polegał na wyznaczeniu wysokości punktów charakterystycznych znajdujących się w jednym ciągu niwelacyjnym, oraz wyrysowaniu na tej podstawie przekroju tego fragmentu terenu.
Obliczenie wysokości danego punktu odbywa się względem repera roboczego a danym punktem zgodnie ze wzorem:
Przyjmujemy tutaj reper roboczy wyznaczony z poprzedniego ćwiczenia:
Tabela odczytów:
Punkt |
Wysokość z łaty pomiarowej [mm] |
Δhi [mm] |
Wysokość punktu
|
Odległość [m] |
Rr |
1511 (Ow) |
|
|
|
1 |
1549 |
-38 |
217,344 |
0,00 |
2 |
1515 |
-4 |
217,378 |
0,05 |
3 |
1545 |
-34 |
217,348 |
0,1 |
4 |
1665 |
-154 |
217,228 |
1,60 |
5 |
1600 |
-89 |
217,293 |
3,33 |
6 |
1570 |
-59 |
217,323 |
3,38 |
7 |
1637 |
-126 |
217,256 |
3,42 |
8 |
1621 |
-110 |
217,272 |
8,50 |
9 |
1551 |
-40 |
217,342 |
13,60 |
10 |
2443 |
-932 |
216,450 |
15,50 |
11 |
2557 |
-1046 |
216,336 |
16,75 |
12 |
2618 |
-1107 |
216,275 |
17,00 |
13 |
2549 |
-1038 |
216,344 |
17,20 |
14 |
2485 |
-974 |
216,408 |
18,30 |
Na podstawie powyższych danych sporządzono wykres przedstawiający przekrój terenu w skali